WO2019077962A1 - 過給機のシール構造 - Google Patents

Abstract

過給機のシール構造Ｓは、シールリング１１０と、シールリング１１０が配されたシール溝１００と、シールリング１１０、および、シール溝１００の一方または双方の少なくとも一部に設けられ、酸化防止の表面処理が施された被処理部１０４と、を備える。

Description

過給機のシール構造

　本開示は、シールリングがシール溝に配された過給機のシール構造に関する。本出願は、２０１７年１０月１６日に提出された日本特許出願第２０１７－１９９９８８号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。

　従来、可変容量型の過給機が普及している。この過給機では、例えば、特許文献１に示されるように、ノズルベーンが、排気ガスの流路に複数配置される。ノズルベーンの角度が流路内で変化し、流路幅（所謂ノズルスロート幅）が変化する。こうして、流路を流通する排気ガスの流量が制御される。また、特許文献１には、ノズルベーンが、タービンハウジングと別体に設けられた第１ノズルプレートと第２ノズルプレートとの間に配される構成が例示されている。第１ノズルプレートや第２ノズルプレートと、タービンハウジングとの間には、シールリングが配される。

特開２００９－１８０１１１号公報

　例えば、特許文献１に記載のように、過給機に設けられるシールリングは、径方向内側または径方向外側に予圧が加えられている。シールリングが径方向に接触する部材が熱膨張したときに、シールリングも追従して変形する。しかし、シールリングが配されるシール溝が酸化膨張すると、シールリングの径方向の変形が阻害される。その結果、シール性が低下してしまう。

　本開示の目的は、シールリングのシール性の低下を抑制することができる過給機のシール構造を提供することである。

　上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る過給機のシール構造は、シールリングと、シールリングが配されたシール溝と、シールリング、および、シール溝の一方または双方の少なくとも一部に設けられ、酸化防止の表面処理が施された被処理部と、を備える。

　タービンインペラが収容され、タービンスクロール流路が形成されたハウジングと、タービンインペラとタービンスクロール流路との間に配される翼体を有するノズルベーンと、翼体を挟んでタービンインペラの回転軸方向に対向して設けられる一対のプレート部材と、プレート部材に径方向に対向する対向部と、対向部、および、プレート部材のうち対向部に対向する部位に形成されたシール溝と、を備えてもよい。

　ハウジングは、一方のプレート部材とタービンインペラとの間に突出し、外周面に対向部が設けられた環状の突出部を備えてもよい。

　被処理部は、表面処理によって形成された、固体潤滑剤が含まれる酸化防止膜であってもよい。

　被処理部は、シール溝の内壁面に形成され、表面処理によって、耐酸化性を向上した表面構造に改質された部位であってもよい。

　本開示によれば、シールリングのシール性の低下を抑制することができる。

図１は、可変容量型過給機（過給機）の概略断面図である。 図２は、ノズル駆動機構の分解斜視図である。 図３は、ノズル駆動機構の組み付け後の斜視図である。 図４は、図１の破線部分の抽出図である。 図５は、第１変形例を説明するための図である。 図６は、第２変形例を説明するための図である。 図７Ａは、第３変形例の過給機のタービンハウジングを、排気口側から見た外観図である。 図７Ｂは、タービンハウジングを側面から見た外観図である。 図８は、軸受部および軸受部近傍における回転軸の軸心を含む断面図である。

　以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

　図１は、可変容量型過給機Ｃ（過給機）の概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｌ方向を可変容量型過給機Ｃの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を可変容量型過給機Ｃの右側として説明する。図１に示すように、可変容量型過給機Ｃは、過給機本体１を備える。過給機本体１は、ベアリングハウジング２を備える。ベアリングハウジング２の左側には、締結ボルト３によってタービンハウジング４が連結される。ベアリングハウジング２の右側には、締結ボルト５によってコンプレッサハウジング６が連結される。

　ベアリングハウジング２には、軸受孔２ａが形成されている。軸受孔２ａは、可変容量型過給機Ｃの左右方向に貫通する。軸受孔２ａには、ラジアル軸受７（本実施形態では一例として、セミフローティング軸受を図１に示す）が収容される。ラジアル軸受７によって、シャフト８が回転自在に軸支されている。シャフト８の左端部には、タービンインペラ９が取り付けられる。タービンインペラ９は、タービンハウジング４内に回転自在に収容されている。また、シャフト８の右端部にはコンプレッサインペラ１０が取り付けられている。コンプレッサインペラ１０は、コンプレッサハウジング６内に回転自在に収容されている。

　コンプレッサハウジング６には、吸気口１１が形成されている。吸気口１１は、可変容量型過給機Ｃの右側に開口する。吸気口１１は、不図示のエアクリーナに接続される。締結ボルト５によってベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６とが連結された状態では、ベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６との対向面によって、ディフューザ流路１２が形成される。ディフューザ流路１２は、空気を昇圧する。ディフューザ流路１２は、シャフト８の径方向内側から外側に向けて環状に形成されている。ディフューザ流路１２は、上記の径方向内側において吸気口１１に連通している。

　コンプレッサハウジング６には、コンプレッサスクロール流路１３が設けられている。コンプレッサスクロール流路１３は環状である。コンプレッサスクロール流路１３は、例えば、ディフューザ流路１２よりもシャフト８の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１３は、不図示のエンジンの吸気口と連通する。コンプレッサスクロール流路１３は、ディフューザ流路１２にも連通している。コンプレッサインペラ１０が回転すると、吸気口１１からコンプレッサハウジング６内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ１０の翼間を流通する過程において、加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路１２およびコンプレッサスクロール流路１３で昇圧（圧力回復）される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。

　また、締結ボルト３によってベアリングハウジング２とタービンハウジング４とが連結された状態では、ベアリングハウジング２とタービンハウジング４との対向面間に、間隙１４が形成される。間隙１４は、後述するノズルベーン２４の翼体２４ｂが配置されて排気ガスが流通する流路ｘが形成される部分である。間隙１４は、シャフト８（タービンインペラ９）の径方向内側から外側に向けて環状に形成されている。

　また、タービンハウジング４には、排気口１６が形成されている。排気口１６は、タービンインペラ９を介してタービンスクロール流路１５に連通する。排気口１６は、タービンインペラ９の正面に臨む。排気口１６は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。

　タービンスクロール流路１５は、エンジンから排出される排気ガスが導かれる不図示のガス流入口と連通する。タービンスクロール流路１５は、上記の流路ｘにも連通している。流路ｘは、タービンスクロール流路１５と、タービンインペラ９が配された空間ｓとに接続される。ガス流入口からタービンスクロール流路１５に導かれた排気ガスは、流路ｘおよびタービンインペラ９（空間ｓ）を介して排気口１６に導かれる。すなわち、流路ｘは、タービンスクロール流路１５からタービンインペラ９に向かう流路となっている。排気ガスは、流通過程においてタービンインペラ９を回転させる。そして、上記のタービンインペラ９の回転力は、シャフト８を介してコンプレッサインペラ１０に伝達される。空気は、コンプレッサインペラ１０の回転力によって昇圧されて、エンジンの吸気口に導かれる。

　このとき、タービンハウジング４に導かれる排気ガスの流量が変化すると、タービンインペラ９およびコンプレッサインペラ１０の回転量が変化する。エンジンの運転状況によっては、所望の圧力に昇圧された空気をエンジンの吸気口に十分に導くことができなくなる場合がある。そこで、可変容量型過給機Ｃには、ノズル駆動機構２０が設けられている。

　ノズル駆動機構２０は、タービンハウジング４の流路ｘの流路幅（後述するノズルスロート幅）を変化させる。ノズル駆動機構２０は、排気ガスの流量に応じて、タービンインペラ９に導かれる排気ガスの流速を変化させる。具体的に、ノズル駆動機構２０は、エンジンの回転数が低く排気ガスの流量が少ない場合には、流路ｘのノズル開度を小さくしてタービンインペラ９に導かれる排気ガスの流速を向上させる。こうして、ノズル駆動機構２０は、少ない流量でもタービンインペラ９を回転させることができる。以下に、ノズル駆動機構２０の構成について説明する。

　図２は、ノズル駆動機構２０の分解斜視図である。図２に示すように、ノズル駆動機構２０は、プレート２１（プレート部材）を有する。プレート２１には、プレート軸孔２１ａが形成される。プレート軸孔２１ａは、プレート２１をシャフト８の軸方向（タービンインペラ９の回転軸方向、以下、単に軸方向と称す）に貫通する。プレート２１は、例えば、軸方向に垂直な断面形状が円となる平板形状となっている。プレート２１における外周面側には、プレートピン孔２１ｂが設けられている。プレートピン孔２１ｂは、プレート２１を軸方向に貫通する。

　プレートピン孔２１ｂは、プレート２１の周方向に離隔して複数（ここでは３つ）設けられている。プレートピン孔２１ｂには、それぞれ、ピン２２の一端が挿通されている。

　ノズルリング２３（プレート部材）は、プレート２１に対してコンプレッサインペラ１０側（図１中、右側）に位置する。プレート２１は、ノズルリング２３に対してコンプレッサインペラ１０やラジアル軸受７と反対側（排気口１６側）に位置する。ノズルリング２３は、環状の本体部２３ｂを有する。本体部２３ｂには、挿通孔２３ａが形成される。挿通孔２３ａは、本体部２３ｂを軸方向に貫通する。本体部２３ｂのうち、プレート２１側には、環状のフランジ部２３ｃが設けられる。フランジ部２３ｃは、本体部２３ｂから径方向外側に突出する。フランジ部２３ｃのうち、プレート２１のプレートピン孔２１ｂとの対向部には、リングピン孔２３ｄが形成される。リングピン孔２３ｄは、フランジ部２３ｃを軸方向に貫通する。リングピン孔２３ｄにピン２２が挿通される。

　ピン２２は、第１環状突起２２ａを有する。第１環状突起２２ａは、径方向に突出する。第１環状突起２２ａの外径は、プレートピン孔２１ｂの内径よりも大きい。ピン２２がプレートピン孔２１ｂに挿通されると、プレート２１におけるノズルリング２３との対向面に、第１環状突起２２ａが当接する。こうして、ピン２２のプレートピン孔２１ｂへの挿通位置が定まる。

　同様に、ピン２２は、第２環状突起２２ｂを有する。第２環状突起２２ｂは、径方向に突出する。第２環状突起２２ｂは、第１環状突起２２ａより他端側に位置する。第２環状突起２２ｂの外径はリングピン孔２３ｄの内径よりも大きい。そのため、ピン２２がリングピン孔２３ｄに挿通されると、ノズルリング２３におけるプレート２１との対向面に、第２環状突起２２ｂが当接する。こうして、ピン２２のリングピン孔２３ｄへの挿通位置が定まる。

　このように、ピン２２によって、プレート２１とノズルリング２３との対向間隔が規定される。上記の流路ｘは、プレート２１とノズルリング２３が対向する隙間によって形成される。ピン２２によって流路ｘの軸方向の長さが規定される。プレート２１およびノズルリング２３は、ノズルベーン２４の翼体２４ｂを挟んで軸方向に対向する。

　また、本体部２３ｂには、軸部孔２３ｅが形成される。軸部孔２３ｅは、本体部２３ｂを軸方向に貫通する。軸部孔２３ｅは、本体部２３ｂの周方向に離隔して複数（ここでは１１個）設けられている。

　ノズルベーン２４は、軸部孔２３ｅと同様、本体部２３ｂの周方向（タービンインペラ９の回転方向）に離隔して複数（ここでは１１個）設けられている。翼体２４ｂは、プレート２１とノズルリング２３との隙間（すなわち、流路ｘ）に位置している。翼体２４ｂからノズルリング２３側に突出した軸部２４ａが、軸部孔２３ｅに挿通されて軸支される（片軸持ち）。ノズルベーン２４がノズルリング２３に支持される。ここでは、軸部２４ａがノズルリング２３によって軸支される場合について説明した。ただし、軸部２４ａをプレート２１側にも延在させ、プレート２１に、軸部２４ａを軸支する孔を形成してもよい。

　サポートリング２５は、環状部材である。サポートリング２５は、サポート軸孔２５ａを有する。サポート軸孔２５ａには、ノズルリング２３の本体部２３ｂが挿通される。サポート軸孔２５ａの内周面には、径方向内側に突出する突起部２５ｂが形成される。突起部２５ｂは、リングピン孔２３ｄに合わせて複数（ここでは３つ）形成されている。突起部２５ｂには、サポートピン孔２５ｃが設けられている。サポートピン孔２５ｃは、リングピン孔２３ｄと対向する位置に設けられる。サポートピン孔２５ｃは、突起部２５ｂを軸方向に貫通する。

　駆動リングサポート２６は、環状部材である。駆動リングサポート２６は、サポートリング２５に対してノズルリング２３のフランジ部２３ｃと反対側（ノズルベーン２４に対してプレート２１と反対側）に位置する。駆動リングサポート２６には、サポートリング２５と同様、駆動サポート軸孔２６ａが形成される。駆動サポート軸孔２６ａには、ノズルリング２３の本体部２３ｂが、図２中、左側（プレート２１側）から挿通される。また、駆動リングサポート２６には、駆動サポートピン孔２６ｂが設けられている。駆動サポートピン孔２６ｂは、サポートピン孔２５ｃと対向する位置に設けられる。駆動サポートピン孔２６ｂは、駆動リングサポート２６を軸方向に貫通する。

　駆動リングサポート２６の外周には、係止部２６ｃが設けられている。係止部２６ｃは、軸方向に、図２中、右側（サポートリング２５から離隔する側）に突出する。係止部２６ｃの先端には、屈曲部２６ｄが形成されている。屈曲部２６ｄは、駆動リングサポート２６の径方向外側に屈曲する。また、駆動リングサポート２６の外周には、サポート突出部２６ｅが形成されている。サポート突出部２６ｅは、径方向外側に突出する。サポート突出部２６ｅは、係止部２６ｃと周方向の位置を異にして配される。

　図３は、ノズル駆動機構２０の組み付け後の斜視図である。図２または図３に示すように、プレートピン孔２１ｂ、リングピン孔２３ｄ、サポートピン孔２５ｃ、駆動サポートピン孔２６ｂにピン２２が挿通され、ピン２２の両端がかしめられる。こうして、図３に示すように、プレート２１、ノズルリング２３、サポートリング２５、駆動リングサポート２６が組み付けられる。

　駆動リング２７は、環状部材である。駆動リング２７は、駆動軸孔２７ａを有する。駆動軸孔２７ａは、駆動リング２７を軸方向に貫通する。駆動軸孔２７ａの内径は、駆動リングサポート２６の係止部２６ｃよりも大径である。ノズル駆動機構２０の組み付け状態において、駆動リングサポート２６の係止部２６ｃが駆動軸孔２７ａの内側に位置する。このとき、屈曲部２６ｄが駆動リング２７よりも、図２中、右側に位置している。駆動リング２７は、屈曲部２６ｄとサポート突出部２６ｅに挟まれる。駆動リング２７は、径方向内側から係止部２６ｃに支持される。

　ノズルベーン２４の軸部２４ａのうち、先端部２４ｃは、ノズルリング２３の軸部孔２３ｅから突出する。軸部２４ａの先端部２４ｃは、リンク板２８の後述する板孔２８ａに嵌合する。

　リンク板２８は、ノズルベーン２４と同数設けられる。複数のリンク板２８は、それぞれ、本体２８ｂを有する。本体２８ｂには、板孔２８ａ（図２参照）が形成される。板孔２８ａには、軸部２４ａの先端部２４ｃが挿通される。ノズルリング２３は、ノズルベーン２４の翼体２４ｂとリンク板２８の本体２８ｂとの間に配される。

　リンク板２８の本体２８ｂは、駆動リング２７の駆動軸孔２７ａ内に配されている。リンク板２８には、リンク突起２８ｃが形成されている。リンク突起２８ｃは、本体２８ｂから駆動軸孔２７ａの内周面に向かって径方向外側に突出する。

　駆動リング２７のうち、駆動軸孔２７ａの内周には、嵌合溝２７ｂが設けられる。嵌合溝２７ｂは、径方向外側に窪んでいる。嵌合溝２７ｂは、駆動軸孔２７ａの周方向に離隔してノズルベーン２４と同数設けられている。嵌合溝２７ｂそれぞれにリンク突起２８ｃが嵌合している。リンク板２８には、本体２８ｂの板孔２８ａに挿通された軸部２４ａの先端部２４ｃがかしめられている。リンク板２８と軸部２４ａが一体回転する。

　ここで、駆動リング２７には、駆動軸孔２７ａの内周に、駆動溝２７ｃが１か所設けられている。駆動溝２７ｃは、嵌合溝２７ｂと大凡同形である。駆動溝２７ｃは、嵌合溝２７ｂと周方向の位置を異にする。駆動溝２７ｃには、駆動リンク（不図示）が嵌合される。駆動リンクは、リンク板２８と大凡同形である。駆動リング２７には、駆動リンクを介して不図示のアクチュエータの動力が伝達される。その結果、駆動リング２７は、駆動リングサポート２６の係止部２６ｃに支持されて回転（摺動）する。

　駆動リング２７が回転すると、嵌合溝２７ｂに嵌合するリンク突起２８ｃが駆動リング２７に回転方向に押圧される。リンク板２８が軸部２４ａの軸心周りに回転（揺動）する。その結果、リンク板２８に取り付けられた軸部２４ａが回転する。複数のノズルベーン２４の翼体２４ｂが同期して、軸部２４ａとともに回転する。こうして、流路ｘ内で隣り合う翼体２４ｂ間の流路幅（所謂ノズルスロート幅）が変化する。すなわち、ノズルベーン２４の開度が変化する。隣り合う翼体２４ｂ、プレート２１、ノズルリング２３で形成される流路ｘの流路面積が変化する。

　図４は、図１の破線部分の抽出図である。可変容量型過給機Ｃは、図４に示すように、シール構造Ｓを備える。シール構造Ｓは、タービンハウジング４、プレート２１、および、シールリング１１０を含む。

　プレート２１のプレート軸孔２１ａには、プレート突出部２１ｃが設けられる。プレート突出部２１ｃは、プレート軸孔２１ａの内周面から径方向内側に突出する。プレート２１のうち、ノズルベーン２４側の面は、プレート突出部２１ｃまで面一である。プレート突出部２１ｃの側面は、軸方向に垂直であってもよいし、軸方向に対して傾斜していてもよい。

　プレート軸孔２１ａには、面取部２１ｅが設けられる。面取部２１ｅは、プレート軸孔２１ａのうち、翼体２４ｂと反対側（図４中、左側、プレート突出部２１ｃと反対側）の端部に位置する。面取部２１ｅは、翼体２４ｂに近づくほど、径方向内側となる向きに傾斜する。ここでは、プレート軸孔２１ａに面取部２１ｅが形成される場合について説明した。ただし、面取部２１ｅは必須の構成ではない。また、面取部２１ｅは、シャフト８の中心軸を含む平面による断面（例えば、図４に示す断面）の形状が、図４に示すように直線状であってもよいし、湾曲していてもよい。

　対向壁部４ａは、タービンハウジング４のうち、プレート２１に軸方向に対向する部位である。対向壁部４ａは、プレート２１に対して、翼体２４ｂと反対側（図４中、左側、ベアリングハウジング２と反対側）に位置する。対向壁部４ａとプレート２１との間には、軸方向の隙間Ｓａが形成される。

　対向壁部４ａのうち、径方向内側には、タービン突出部４ｂ（突出部）が形成される。タービン突出部４ｂは環状である。タービン突出部４ｂは、プレート２１側に突出する。タービン突出部４ｂには、タービン孔４ｃが形成される。タービン孔４ｃは、タービン突出部４ｂを軸方向に貫通する。タービン孔４ｃの内周面には、シュラウド部４ｄが形成される。シュラウド部４ｄは、タービンインペラ９に対して径方向の隙間を空けて対向する。

　プレート２１のプレート軸孔２１ａには、タービンインペラ９およびタービン突出部４ｂが挿通される。タービン突出部４ｂは、プレート２１に対して、径方向内側から対向する。プレート２１とタービンインペラ９との間にタービン突出部４ｂが位置する。

　タービン突出部４ｂの外周面には、対向部４ｅが設けられる。対向部４ｅは、プレート２１のプレート軸孔２１ａの内周面と径方向に対向する。対向部４ｅにはシール溝１００が形成される。シール溝１００は、対向部４ｅ（タービン突出部４ｂ）の外周面からプレート２１（シャフト８）の径方向内側に延在する。大径部４ｆは、タービン突出部４ｂのうち、シール溝１００より対向壁部４ａ側（図４中、左側、タービン突出部４ｂの基端側）の部位である。小径部４ｇは、タービン突出部４ｂのうち、シール溝１００より翼体２４ｂ側（図４中、右側、タービン突出部４ｂの先端側）の部位である。大径部４ｆの外径は、小径部４ｇの外径より大きい。ただし、タービン突出部４ｂにおいて、大径部４ｆと小径部４ｇのような外径差が設けられなくてもよい。タービン突出部４ｂのうち、シール溝１００を挟んだ基端側および先端側の外径は、等しくてもよい。

　シール溝１００の内壁面は、内側面１０１、内側面１０２、底面１０３を有する。内側面１０１は、シール溝１００の内壁面のうち、翼体２４ｂ側（図４中、右側、タービン突出部４ｂの先端側）の部位である。内側面１０２は、シール溝１００の内壁面のうち、対向壁部４ａ側（図４中、左側、タービン突出部４ｂの基端側）の部位である。内側面１０１、内側面１０２は、プレート２１（シャフト８）の径方向に延在する。内側面１０２は、内側面１０１より径方向外側まで延在する。ただし、内側面１０２と内側面１０１は、径方向外側に同じ位置まで延在してもよい。底面１０３は、軸方向に平行に延在する。

　シールリング１１０は、シール溝１００に配される。シールリング１１０は環状である。ただし、シールリング１１０の一部が切り欠かれていてもよい。シールリング１１０は、軸方向に２つ積層される。ただし、シールリング１１０は、１つであってもよいし、３つ以上積層されてもよい。

　シールリング１１０の内周面は、シール溝１００の内部に位置する。シールリング１１０の内周面と、シール溝１００の底面１０３との間には、隙間が設けられる。シールリング１１０の外周面は、プレート２１のプレート軸孔２１ａの内周面のうち、プレート突出部２１ｃと面取部２１ｅの間の部位に当接する（押圧される）。シールリング１１０は、プレート軸孔２１ａに挿入される。シールリング１１０は、プレート軸孔２１ａによって、径方向内側に向かって予圧されている。シールリング１１０は、プレート軸孔２１ａに予圧されることで、弾性変形の範囲で縮径している。

　例えば、プレート２１が熱膨張したときに、シールリング１１０も追従して径方向外側に伸長する。ただし、シール溝１００の内壁面（内側面１０１、内側面１０２）が、例えば、経年劣化により酸化膨張する場合がある。この場合、シールリング１１０が、内側面１０１、内側面１０２に押圧され、摩擦によって、シールリング１１０の径方向の変形が阻害されるおそれがある。そこで、シール溝１００には、被処理部１０４が形成される。

　被処理部１０４は、酸化防止の表面処理が施された部位である。被処理部１０４は、シール溝１００の内壁面全体に形成される。すなわち、被処理部１０４は、内側面１０１、内側面１０２、底面１０３のいずれにも形成される。ただし、被処理部１０４は、少なくとも内側面１０１、内側面１０２の一部に形成されていればよい。

　被処理部１０４によってシール溝１００の内壁面の酸化が抑制される。そのため、シールリング１１０の径方向の変形が阻害され難い。その結果、例えば、プレート２１が熱膨張したときに、シールリング１１０も追従して径方向外側に伸長することができる。シール性の低下が抑制される。

　ここで、被処理部１０４は、表面処理によって形成された、固体潤滑剤が含まれる酸化防止膜であってもよい。被処理部１０４は、固体潤滑剤が含まれることから、シールリング１１０が軸方向に摺動し易い。ただし、被処理部１０４には、固体潤滑剤が含まれなくてもよい。ここで、固体潤滑剤は、例えば、マイカ（天然ケイ酸鉱物）、二硫化モリブデン、グラファイト、ＰＴＦＥなどが挙げられる。また、被処理部１０４は、表面処理によって、耐酸化性を向上した表面構造に改質された部位であってもよい。

　図５は、第１変形例を説明するための図である。図５には、第１変形例における図４に対応する部位を抽出して示す。上述した実施形態では、シール溝１００がタービンハウジング４に設けられる場合について説明した。第１変形例では、図５に示すように、シール溝２００は、プレート２１のプレート軸孔２１ａの内周面に設けられる。シール溝２００は、プレート軸孔２１ａの内周面からプレート２１の径方向外側に延在する。

　大内径部２１ｆは、プレート軸孔２１ａのうち、シール溝２００より対向壁部４ａ側（図５中、左側、タービン突出部４ｂの基端側）の部位である。小内径部２１ｇは、プレート軸孔２１ａのうち、シール溝２００より翼体２４ｂ側（図５中、右側、タービン突出部４ｂの先端側）の部位である。大内径部２１ｆの内径は、小内径部２１ｇの内径より大きい。ただし、大内径部２１ｆと小内径部２１ｇの位置が逆であってもよい。また、プレート軸孔２１ａにおいて、大内径部２１ｆと小内径部２１ｇのような内径差が設けられなくてもよい。プレート軸孔２１ａのうち、シール溝２００を挟んだ両側の内径が等しくてもよい。

　シールリング１１０の外周面は、シール溝２００の内部に位置する。シールリング１１０の外周面と、シール溝２００の底面２０３との間には、隙間が設けられる。シールリング１１０の外周面は、タービン突出部４ｂの外周面、すなわち対向部４ｅに当接する（押圧される）。タービン突出部４ｂは、シールリング１１０に挿入される。シールリング１１０は、タービン突出部４ｂによって、径方向外側に向かって予圧されている。シールリング１１０は、タービン突出部４ｂに予圧されることで、弾性変形の範囲で拡径している。

　例えば、冷却時にタービン突出部４ｂが収縮したときに、シールリング１１０も追従して径方向内側に短縮する。しかし、シール溝２００の内壁面（内側面２０１、内側面２０２）が、例えば、経年劣化により酸化膨張している場合、上記実施形態で説明したように、シールリング１１０の径方向の変形が阻害されるおそれがある。そこで、シール溝２００には、被処理部２０４が形成される。

　被処理部２０４は、酸化防止の表面処理が施された部位である。被処理部２０４は、シール溝２００の内壁面全体に形成される。すなわち、被処理部２０４は、内側面２０１、内側面２０２、底面２０３のいずれにも形成される。ただし、被処理部２０４は、少なくとも内側面２０１、内側面２０２の一部に形成されていればよい。上記実施形態と同様、被処理部２０４によってシール溝２００の内壁面の酸化が抑制される。そのため、シール性の低下が抑制される。

　図６は、第２変形例を説明するための図である。図６には、第２変形例における図１の一点鎖線部分に対応する部位を抽出して示す。図６に示すように、第２変形例では、遮熱板２５０にシール溝２６０が設けられる。

　ベアリングハウジング２のうち、タービンインペラ９との対向壁部２ｂには、挿通孔２ｃが形成される。挿通孔２ｃには、シャフト８が挿通される。対向壁部２ｂには、環状部２ｄが形成される。環状部２ｄは、対向壁部２ｂからタービンインペラ９側に突出する。挿通孔２ｃは、環状部２ｄに開口する。

　遮熱板２５０の本体部２５１は、例えば、板部材である。本体部２５１は、ベアリングハウジング２の対向壁部２ｂとタービンインペラ９との間に配される。本体部２５１には、貫通孔２５２が設けられる。貫通孔２５２に環状部２ｄが挿通される。

　本体部２５１の外周面のうち、対向壁部２ｂ側（図６中、右側、タービンインペラ９と反対側）には、外径突起２５３が設けられる。外径突起２５３は、本体部２５１の外周面から径方向外側に突出する。

　ノズルリング２３の挿通孔２３ａには、内径突起２３ｆが形成される。内径突起２３ｆは、挿通孔２３ａの内周面のうち、翼体２４ｂ側（図６中、左側、プレート２１側）から、径方向内側に突出する。遮熱板２５０は、ノズルリング２３の挿通孔２３ａ内部に位置する。遮熱板２５０の外径突起２５３は、ノズルリング２３の内径突起２３ｆに対し、対向壁部２ｂ側から当接する。

　バネ部材２７０は、対向壁部２ｂと遮熱板２５０との間に配される。バネ部材２７０の外径端は、外径突起２５３に当接する。バネ部材２７０の内径端は、対向壁部２ｂに当接する。遮熱板２５０は、バネ部材２７０によってノズルリング２３側に押圧される。

　本体部２５１は、内径突起２３ｆに対して、径方向内側から対向する。本体部２５１の外周面のうち、外径突起２５３よりタービンインペラ９側（図６中、左側、プレート２１側）には、対向部２５４が設けられる。対向部２５４は、内径突起２３ｆの内周面に径方向に対向する。対向部２５４にはシール溝２６０が設けられる。シール溝２６０は、内径突起２３ｆに対して径方向内側に位置する。小径部２５５は、対向部２５４のうち、シール溝２６０よりタービンインペラ９側の部位である。大径部２５６は、対向部２５４のうち、シール溝２６０と外径突起２５３の間の部位である。小径部２５５の外径は、大径部２５６の外径より小さい。

　シールリング１１０は、シール溝２６０に配される。シールリング１１０の内周面は、シール溝２６０の内部に位置する。シールリング１１０の内周面と、シール溝２６０の底面２６３との間には、隙間が設けられる。シールリング１１０の外周面は、ノズルリング２３の内径突起２３ｆに当接する（押圧される）。シールリング１１０は、内径突起２３ｆの内側に挿入される。シールリング１１０は、内径突起２３ｆによって、径方向内側に向かって予圧されている。シールリング１１０は、内径突起２３ｆに予圧されることで、弾性変形の範囲で縮径している。

　例えば、ノズルリング２３が熱膨張したときに、シールリング１１０も追従して径方向外側に伸長する。しかし、シール溝２６０の内壁面（内側面２６１、内側面２６２）が、例えば、経年劣化により酸化膨張している場合、上記実施形態で説明したように、シールリング１１０の径方向の変形が阻害されるおそれがある。そこで、シール溝２６０には、被処理部２６４が形成される。

　被処理部２６４は、酸化防止の表面処理が施された部位である。被処理部２６４は、シール溝２６０の内壁面全体に形成される。すなわち、被処理部２６４は、内側面２６１、内側面２６２、底面２６３のいずれにも形成される。ただし、被処理部２６４は、少なくとも内側面２６１、内側面２６２の一部に形成されていればよい。上記実施形態と同様、被処理部２６４によってシール溝２６０の内壁面の酸化が抑制される。そのため、シール性の低下が抑制される。

　図７Ａは、第３変形例の過給機Ｃａのタービンハウジング３０４を、排気口１６側から見た外観図である。図７Ｂは、タービンハウジング３０４を側面から見た外観図である。タービンハウジング３０４の内部には、排気ガスが導かれるガス流入口３０１と、タービンスクロール流路１５とを連通する流路が形成される。バイパス流路３０２の一端は、この流路にタービンスクロール流路１５より上流側で連通している。バイパス流路３０２は、タービンスクロール流路１５を介さず、排気口１６に連通する。バルブ３０３は、バイパス流路３０２の出口端３０２ａを開閉する。バルブ３０３の開弁時、ガス流入口３０１から流入した排気ガスの一部は、バイパス流路３０２を介して、タービンインペラ９を迂回して、排気口１６から排出される。

　図７Ｂに示すように、アクチュエータロッド３０５は、タービンハウジング３０４の外部に配される。アクチュエータロッド３０５の一端は、アクチュエータＡＣに取り付けられる。アクチュエータロッド３０５は、アクチュエータＡＣの動力によって、矢印ａ、矢印ｃの方向（大凡軸方向）に作動する。アクチュエータロッド３０５の他端には、ピンロッド３０６が取り付けられる。ピンロッド３０６は、軸方向に直交する方向に突出する。

　リンク部３０７は、板部材である。リンク部３０７は、タービンハウジング３０４の外部に設けられる。リンク部３０７の一端には、リンク孔３０７ａが形成される。ピンロッド３０６は、リンク部３０７のリンク孔３０７ａに、回転自在に挿通されている。アクチュエータロッド３０５が、矢印ａの向きに作動すると、リンク部３０７は、図７Ｂ中、矢印ｂの向きに揺動する。アクチュエータロッド３０５が、矢印ｃの向きに作動すると、リンク部３０７は、図７Ｂ中、矢印ｄの向きに揺動する。

　タービンハウジング３０４には、ハウジング孔３０４ａが形成されている。ハウジング孔３０４ａは、タービンハウジング３０４の外部と、タービンハウジング３０４の内部のうち、タービンインペラ９の下流側とを貫通する。ハウジング孔３０４ａに軸受部３１０が挿通されている。軸受部３１０は、円筒状の部材である。軸受部３１０には、軸受孔３１１が形成される。軸受孔３１１に回転軸３１３が挿通される。また、軸受部３１０は、タービンハウジング３０４の内部および外部に突出している。回転軸３１３は、軸受孔３１１に回転自在に軸支されている。回転軸３１３の一端は、軸受孔３１１からタービンハウジング３０４の内側に突出する。回転軸３１３の他端は、軸受孔３１１からタービンハウジング３０４の外側に突出する。回転軸３１３の他端は、リンク部３０７に取り付けられる。

　取付板３１２は板部材である。取付板３１２の一端側には、バルブ３０３が設けられる。取付板３１２の他端側には、回転軸３１３が取り付けられる。取付板３１２は、バルブ３０３と回転軸３１３とを連結させる。バルブ３０３と回転軸３１３は、回転軸３１３の回転方向に一体回転する。アクチュエータロッド３０５が作動すると、リンク部３０７は、回転軸３１３の軸心を回転中心として揺動する（図７Ｂ中、矢印ｂ、矢印ｄの向き）。リンク部３０７の揺動に伴って、回転軸３１３が回転する。回転軸３１３の回転によって、バルブ３０３がバイパス流路３０２の出口端３０２ａを開閉する。

　図８は、軸受部３１０および軸受部３１０近傍における回転軸３１３の軸心を含む断面図である。図８に示すように、軸受部３１０の一端は、タービンハウジング３０４の内部（図８中、タービンハウジング３０４の左側）に位置している。軸受部３１０の他端は、タービンハウジング３０４の外部（図８中、タービンハウジング３０４の右側）に位置している。軸受部３１０の軸受孔３１１の内周面と、回転軸３１３の外周面の間には隙間Ｓｂがある。

　排気ガスは、タービンハウジング３０４の内部と外部の圧力差によって、軸受孔３１１の隙間Ｓｂに流入する場合がある。そこで、軸受部３１０の内部には、シールリング１１０が配される。回転軸３１３の外周面には、シール溝３６０が設けられる。シール溝３６０は、軸受孔３１１の内部に位置する。

　シールリング１１０は、シール溝３６０に配される。シールリング１１０の内周面は、シール溝３６０の内部に位置する。シールリング１１０の内周面と、シール溝３６０の底面３６３との間には、隙間が設けられる。シールリング１１０の外周面は、軸受孔３１１の内周面に当接する（押圧される）。シールリング１１０は、軸受孔３１１に挿入される。シールリング１１０は、軸受孔３１１の内周面によって、径方向内側に向かって予圧されている。シールリング１１０は、軸受孔３１１の内周面に予圧されることで、弾性変形の範囲で縮径している。

　例えば、軸受孔３１１が熱膨張したときに、シールリング１１０も追従して径方向外側に伸長する。しかし、シール溝３６０の内壁面（内側面３６１、内側面３６２）が、例えば、経年劣化により酸化膨張している場合、上記実施形態で説明したように、シールリング１１０の径方向の変形が阻害されるおそれがある。そこで、シール溝３６０には、被処理部３６４が形成される。

　被処理部３６４は、酸化防止の表面処理が施された部位である。被処理部３６４は、シール溝３６０の内壁面全体に形成される。すなわち、被処理部３６４は、内側面３６１、内側面３６２、底面３６３のいずれにも形成される。ただし、被処理部３６４は、少なくとも内側面３６１、内側面３６２の一部に形成されていればよい。上記実施形態と同様、被処理部３６４によってシール溝３６０の内壁面の酸化が抑制される。そのため、シール性の低下が抑制される。

　以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

　例えば、上述した実施形態および各変形例では、シール溝１００、２００、２６０、３６０に被処理部１０４、２０４、２６４、３６４が設けられる場合について説明した。ただし、被処理部１０４、２０４、２６４、３６４は、シールリング１１０に設けられてもよい。例えば、被処理部１０４、２０４、２６４、３６４が酸化防止膜の場合、酸化防止膜がシールリング１１０からシール溝１００、２００、２６０、３６０に転写される。その結果、上述した実施形態および各変形例と同様、シール性の低下が抑制される。

　また、上述した実施形態および各変形例では、被処理部１０４、２０４、２６４、３６４は、固体潤滑剤が含まれる酸化防止膜である場合について説明した。ただし、被処理部１０４、２０４、２６４、３６４は、シール溝１００、２００、２６０、３６０の内壁面に形成され、表面処理によって、耐酸化性を向上した表面構造に改質された部位であってもよい。

　また、シール溝およびシールリングは、過給機のうち、上述した実施形態および各変形例で示された以外の箇所に配置されてもよい。

　また、４つのシール溝１００、２００、２６０、３６０のいずれか２つか３つ、または、４つすべてが設けられ、それぞれにシールリング１１０が配されてもよい。それぞれのシール溝１００、２００、２６０、３６０またはシールリング１１０に対応する被処理部１０４、２０４、２６４、３６４が設けられてもよい。

　また、上述した第３変形例のように、ノズル駆動機構２０と関連のない箇所にシール溝、シールリング、被処理部が設けられる場合、ノズル駆動機構２０は必須の構成ではない。

　本開示は、シールリングがシール溝に配された過給機のシール構造に利用することができる。

４ｅ、２５４：対向部　９：タービンインペラ　１５：タービンスクロール流路　２１：プレート（プレート部材）　２３：ノズルリング（プレート部材）　２４：ノズルベーン　２４ｂ：翼体　１００、２００、２６０、３６０：シール溝　１０４、２０４、２６４、３６４：被処理部　１１０：シールリング　Ｃ：可変容量型過給機（過給機）　Ｃａ：過給機　Ｓ：シール構造　ｓ：空間　ｘ：流路

Claims (5)

1. 　シールリングと、
   　前記シールリングが配されたシール溝と、
   　前記シールリング、および、前記シール溝の一方または双方の少なくとも一部に設けられ、酸化防止の表面処理が施された被処理部と、
   を備える過給機のシール構造。
2. 　タービンインペラが収容され、タービンスクロール流路が形成されたハウジングと、
   　前記タービンインペラと前記タービンスクロール流路との間に配される翼体を有するノズルベーンと、
   　前記翼体を挟んで前記タービンインペラの回転軸方向に対向して設けられる一対のプレート部材と、
   　前記プレート部材に径方向に対向する対向部と、
   　前記対向部、および、前記プレート部材のうち前記対向部に対向する部位に形成された前記シール溝と、
   を備える請求項１に記載の過給機のシール構造。
3. 　前記ハウジングは、一方の前記プレート部材と前記タービンインペラとの間に突出し、外周面に前記対向部が設けられた環状の突出部を備える請求項２に記載の過給機のシール構造。
4. 　前記被処理部は、前記表面処理によって形成された、固体潤滑剤が含まれる酸化防止膜である請求項１から３のいずれか１項に記載の過給機のシール構造。
5. 　前記被処理部は、前記シール溝の内壁面に形成され、前記表面処理によって、耐酸化性を向上した表面構造に改質された部位である請求項１から３のいずれか１項に記載の過給機のシール構造。

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